Mga Key Takeaway
- Ang mga simpleng mekanikal na device ay nagbigay inspirasyon sa kamakailang pagsulong sa quantum computing.
- Nag-imbento ang mga mananaliksik ng Stanford ng computing technique gamit ang mga acoustic device na gumagamit ng motion.
- Ang Quantum computing ay gumawa ng makabuluhang pag-unlad sa mga nakaraang taon, lalo na sa pagpapakita ng tinatawag na quantum supremacy.
Agnetta Cleland
Ang mga praktikal na quantum computer ay maaaring isang hakbang na mas malapit sa realidad salamat sa bagong pananaliksik na hango sa mga simpleng mekanikal na device.
Ang mga mananaliksik ng Stanford University ay nag-aangkin na nakagawa sila ng isang kritikal na pang-eksperimentong device para sa hinaharap na quantum physics-based na mga teknolohiya. Ang pamamaraan ay nagsasangkot ng mga acoustic instrument na gumagamit ng paggalaw, tulad ng oscillator na sumusukat sa paggalaw sa mga telepono. Bahagi ito ng lumalaking pagsisikap na gamitin ang kakaibang kapangyarihan ng quantum mechanics para sa pag-compute.
"Habang maraming kumpanya ang nag-eeksperimento sa quantum computing ngayon, ang mga praktikal na aplikasyon na lampas sa 'patunay ng konsepto' na mga proyekto ay malamang na 2-3 taon pa, " sinabi ni Yuval Boger, ang punong marketing officer ng quantum computing company na Classiq sa Lifewire sa isang panayam sa email. "Sa mga taon na ito, ang mas malaki at mas may kakayahang mga computer ay ipakikilala, at ang mga software platform na nagpapahintulot sa pagsasamantala sa mga paparating na makina na ito ay gagamitin."
Ang Tungkulin ng Mechanical System sa Quantum Computing
Sinisikap ng mga mananaliksik sa Stanford na dalhin ang mga benepisyo ng mga mekanikal na sistema pababa sa sukat ng quantum. Ayon sa kanilang kamakailang pag-aaral na inilathala sa journal Nature, nakamit nila ang layuning ito sa pamamagitan ng pagsali sa maliliit na oscillator na may circuit na maaaring mag-imbak at magproseso ng enerhiya sa isang qubit, o quantum 'bit' ng impormasyon. Ang mga qubit ay bumubuo ng mga quantum mechanical effect na maaaring magpagana sa mga advanced na computer.
Ang paraan ng paggana ng katotohanan sa quantum mechanical level ay ibang-iba sa aming macroscopic na karanasan sa mundo.
"Sa device na ito, nagpakita kami ng mahalagang susunod na hakbang sa pagsisikap na bumuo ng mga quantum computer at iba pang kapaki-pakinabang na quantum device batay sa mga mekanikal na sistema," sabi ni Amir Safavi-Naeini, ang senior author ng papel sa Paglabas ng balita. "Sa esensya, naghahanap kami na bumuo ng mga sistema ng 'mechanical quantum mechanical'."
Ang paggawa ng maliliit na mechanical device ay kinailangan ng maraming trabaho. Ang koponan ay kailangang gumawa ng mga bahagi ng hardware sa nanometer-scale na mga resolusyon at ilagay ang mga ito sa dalawang silicon computer chips. Pagkatapos ay gumawa ang mga mananaliksik ng isang uri ng sandwich na pinagdikit ang dalawang chips, kaya ang mga elemento sa ilalim na chip ay nakaharap sa mga nasa itaas na kalahati.
Ang ilalim na chip ay may aluminum superconducting circuit na bumubuo sa qubit ng device. Ang pagpapadala ng mga microwave pulse sa circuit na ito ay bumubuo ng mga photon (mga particle ng liwanag), na nag-encode ng isang qubit ng impormasyon sa makina.
Hindi tulad ng mga nakasanayang de-koryenteng device, na nag-iimbak ng mga bit bilang mga boltahe na kumakatawan sa alinman sa 0 o 1, ang mga qubit sa mga quantum mechanical device ay maaari ding kumatawan sa mga kumbinasyon ng 0 at 1 nang sabay-sabay. Ang phenomenon na kilala bilang superposition ay nagbibigay-daan sa isang quantum system na lumabas sa maraming quantum state nang sabay-sabay hanggang sa masusukat ang system.
"Ang paraan ng paggawa ng realidad sa quantum mechanical level ay ibang-iba sa ating macroscopic na karanasan sa mundo," sabi ni Safavi-Naeini.
Agnetta Cleland
Progreso sa Quantum Computing
Mabilis na sumusulong ang Quantum technology, ngunit may mga hadlang na dapat lutasin bago ito maging handa para sa mga praktikal na aplikasyon, sinabi ni Itamar Sivan, ang CEO ng Quantum Machines, sa Lifewire sa isang panayam sa email.
"Ang Quantum computing ay marahil ang pinaka-mapanghamong moonshot na pinagkakaabalahan natin bilang isang lipunan ngayon," sabi ni Sivan. "Para maging praktikal ito, mangangailangan ito ng makabuluhang pag-unlad at mga tagumpay sa maraming layer ng quantum computing stack."
Sa kasalukuyan, ang mga quantum computer ay pinagmumultuhan ng ingay na nangangahulugan na, sa paglipas ng panahon, ang mga qubit ay nagiging napakaingay na wala tayong paraan upang maunawaan ang data na nasa kanila, at sila ay nagiging walang silbi, Zak Romaszko, isang inhinyero na may sabi ng kumpanyang Universal Quantum sa isang email.
"Sa pagsasanay, nangangahulugan ito na ang mga algorithm para sa mga quantum computer ay limitado lamang sa maliit na oras o bilang ng mga operasyon bago mabigo," sabi ni Romaszko. "Hindi malinaw kung ang maingay na rehimeng ito ay makakapagdulot ng mga praktikal na resulta, bagama't naniniwala ang ilang mananaliksik na madaling maabot ang pagtulad sa mga pangunahing kemikal."
Ang Quantum computing ay gumawa ng makabuluhang pag-unlad sa mga nakaraang taon, lalo na sa pagpapakita ng tinatawag na 'quantum supremacy' kung saan ang isang quantum computer ay nagsagawa ng operasyon na inaangkin ng mga may-akda na kukuha ng isang regular na makina tungkol sa 10,000 taon upang makumpleto. "Nagkaroon ng ilang debate tungkol sa kung ang isang regular na computer ay magtatagal ng ganoon katagal, ngunit ito ay isang kahanga-hangang demonstrasyon pa rin," sabi ni Romaszko.
Kapag nalutas na ang mga teknikal na hadlang, hinuhulaan ni Sivan na sa loob ng ilang taon, ang quantum computing ay magsisimulang magkaroon ng malaking epekto sa lahat mula sa cryptography hanggang sa pagtuklas ng bakuna."Isipin kung gaano kaiba ang pandemya ng Covid-19 kung ang mga quantum computer ay makakatulong sa pagtuklas ng isang bakuna sa isang bahagi ng oras," sabi niya.
